基于88X3310方案的万兆电口SFP模块兼容多速率介绍

       本文介绍一下基于Marvell 88X3310方案的万兆电口SFP模块主机接口和网线接口的速率兼容情况。

1. 主机接口

       88X3310方案的万兆电口SFP模块主机接口被设定为10G XFI模式，且主机接口的速率无法自适应其他速率，因此，该方案的万兆电口只能用在事先已经设置为10G速率的交换机端口上，否则无法正常工作。

2. 网线接口

        88X3310方案的万兆电口SFP模块网线侧（RJ45接口处）跟另一端模块互联时，可以兼容10/100/1000M/2.5G/5G/10G共6种速率，该处速率会依据另一端端口速率进行自动调整匹配。当另一端端口速率为固定10G时，该处自适应为10G，当另一端端口速率为固定1G时，该处自适应为1G，其他速率类似。当另外一端端口为多速率自适应时，则自适应成两端能达成的最高速率。因此，该模块可以灵活的运用在多种以太网环境。

图1 Marvell 88X3310方案多速率兼容框图

       ▪ 网线接口支持 10GBase-T 10G速率，通过Cat 6A网线传输距离达30m

       ▪ 网线接口支持 5GBase-T 速率，通过Cat 5E网线传输距离达70m

       ▪ 网线接口支持 2.5GBase-T 速率，通过Cat 5E网线传输距离达100m

       ▪ 网线接口支持 10/100/1000Base-T速率，通过Cat 5E网线传输距离达100m

3. 流控

       88X3310方案的万兆电口工作在10G速率时，芯片两侧（主机侧和网线侧）速率都是10G，不存在速率转换和流控问题。

       当网线侧自适应成10G以下速率时，由于主机侧仍工作在10G速率，此时，芯片两侧的速率不一致，因此，芯片内部需要进行速率转换。下面以2.5G速率为例介绍芯片是如何进行流控的。

图2 88X3310方案流控框图

       如上图所示，在接收方向，88X3310接收到对端发送来的数据速率为2.5G，88X3310发送给主机MAC的速率为10G，接收速率远低于发送速率，因此，不存在帧溢出的情况，不需要进行流控。

       在发送方向，主机MAC发送给88X3310的速率为10G，88X3310发送给对端的速率为2.5G，这个过程中，如果不进行流控，就会有帧溢出。此时，88X3310会启用内部的一个16KB 的FIFO缓存器。由于接收的速率远高于发射速率，FIFO缓存器很快就会填满溢出，为了不让这种情况发生，主机MAC需要在发送的数据帧中间插入一定数量的空白帧，88X3310收到空白帧后会丢弃掉，有用的帧放入缓存，当插入的空白帧数量刚好合适时，就可以保证数据传输的顺利进行。空白帧的数量与网线侧速率以及帧长度有关，具体需要参考88X3310的数据手册。

       实际应用中，会遇到主机MAC没有按照88X3310数据手册中的要求插入合适数量的空白帧，此时就会出现缓存溢出的情况，导致传输效率变低，表现形式就是网线侧虽然Link到2.5G速率，但实测带宽低于2.5G。

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